Режимы работы нейтрали в системах электроснабжения

Электротехнические установки и электрические сети напряжением выше 1000 В, согласно ПУЭ, разделяются на установки с большими токами замыкания на землю (сила тока однофазного короткого замыкания (КЗ) на землю превышает 500 А) и установки с малыми токами замыкания на землю (сила тока однофазного замыкания на землю меньше или равна 500 А).

В установках с большими токами замыкания на землю, нейтрали присоединены к заземляющим устройствам непосредственно или через малое сопротивление. Такие установки (сети) называют сетями с глухозаземленной нейтралью.

В установках, имеющих малые токи замыкания на землю, нейтрали присоединены к заземляющим устройствам через элементы с большими сопротивлениями. Такие установки (сети) называют установками (сетями) с изолированной нейтралью. В установках с изолированной нейтралью замыкание одной из фаз на землю не является коротким замыканием.

В электрических сетях приняты следующие режимы работы нейтрали:

- электрические сети с номинальным напряжением 6 – 35 кВ работают с малыми токами замыкания на землю;

- если емкостных токи замыкания на землю в этих сетях небольшие – сети работают с изолированными нейтралями;

- при емкостных токах превышающих допустимые по ПУЭ значения – сеть работает с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор.

В сети с изолированной нейтралью, при замыкании одной из фаз на землю, напряжение этой фазы по отношению к земле станет равным нулю, а напряжение остальных фаз по отношению к земле станет равным линейному, т.е.увеличится в раз. Ток замыкания на землю будет небольшим и не вызовет аварийного отключения линии.

Однако повышение напряжения по отношению к земле в неповрежденных фазах, при наличии слабых мест в изоляции этих фаз, может вызвать междуфазное КЗ. Кроме того, напряжение в неповрежденных фазах повышается в раз, следовательно, требуется выполнять изоляцию всех фаз на линейное напряжение, что приводит к удорожанию машин и аппаратов. Поэтому хотя и разрешается работа сети с изолированной нейтралью при замыкании одной фазы на землю, замыкание требуется немедленно обнаружить и устранить.

Электрические сети с номинальным напряжением 110 кВ и выше работают с большими токами замыкания на землю (с глухозаземленной нейтралью). Замыкание одной фазы сети на землю при глухом заземлении нейтрали, является однофазным коротким замыканием, при котором возникает значительный ток. Напряжение фаз относительно земли при любых режимах не превышает фазное номинальное напряжение. Однофазные замыкания на землю в этих сетях обнаруживаются по большим токам и отключаются автоматически.

Электроустановки и сети напряжением до 1000В работают как с глухозаземленной нейтралью (четырехпроводные сети), так и с изолированной нейтралью (трехпроводные сети).

В наиболее распространенных четырехпроводных сетях напряжением до 380 В, общих для силовых и осветительных электроприемников, нейтраль и нейтральный провод обязательно заземляются.

В трехпроводных сетях трехфазные двигатели, печи, сварочные аппараты и другие трехфазные электроприемники включаются только на линейное напряжение. Однофазные ЭП, в этом случае, соединяют по схеме треугольника, распределяя их равномерно по сторонам треугольника напряжений. Однако емкостные токи при замыканиях на землю представляют опасность для персонала при соприкосновении с фазой. Безопасные значения токов могут быть только в малоразветвленных сетях с хорошим состоянием изоляции.

Таким образом, в установках напряжением до 1000 В допустимы обе системы: при малоразветвленных сетях имеет преимущества система с изолированной нейтралью, при сильно разветвленных сетях целесообразно работать с заземленной нейтралью.

В электроустановках 500 и 660 В нейтраль, как правило, изолирована.